맨위로가기

블랙탑

"오늘의AI위키"는 AI 기술로 일관성 있고 체계적인 최신 지식을 제공하는 혁신 플랫폼입니다.
"오늘의AI위키"의 AI를 통해 더욱 풍부하고 폭넓은 지식 경험을 누리세요.
목차

1. 개요

블랙탑은 탄소, 수소, 황 등으로 구성된 복잡한 탄화수소 화합물인 아스팔트를 의미하며, 도로 포장 및 건축 자재 등 다양한 용도로 사용된다. 아스팔트는 석유를 정제하는 과정에서 얻어지는 석유 아스팔트가 대부분이며, 천연 아스팔트도 존재한다. 고대부터 사용된 역사를 가지고 있으며, 현대에는 도로 포장에 주로 사용되며, 지붕재, 방수재 등 건축 자재로도 활용된다. 아스팔트 생산 및 사용 과정에서 환경 문제가 발생할 수 있으며, 지속 가능한 발전을 위해 재활용 및 친환경 기술 개발이 이루어지고 있다. 한국에서는 1970년대 경부고속도로 건설을 계기로 아스팔트 포장 도로가 확산되었으며, 현재 아스팔트 산업은 정유 회사들이 주도하고 있다.

2. 용어

2. 1. 어원

"아스팔트"(Asphalt)라는 단어는 중세 영어 후기에 프랑스어 ''asphalte''를 거쳐 유래되었으며, 이는 다시 후기 라틴어 ''asphalton'', ''asphaltum''에서 기원한다.[12] 이 라틴어 단어는 "아스팔트/역청/역청"을 의미하는 고대 그리스어 ἄσφαλτοςgrc (''ásphaltos'', ''ásphalton'')를 라틴어화한 것이다.[12] 이 그리스어 단어는 아마도 ἀ-grc ("아니다, 없이")와 σφάλλεινgrc (''sphallein'', "넘어지게 하다, 좌절시키다")에서 파생되었을 것으로 추정된다.[13]

고대인들은 아스팔트를 다양한 물건을 고정하거나 연결하는 시멘트로 처음 사용했으며, 헤로도토스는 바빌론의 거대한 방어벽 건설에 역청이 사용되었다고 언급했다.[14]

그리스어 단어는 후기 라틴어를 거쳐 프랑스어(''asphalte'')와 영어("asphaltum" 및 "asphalt")로 전해졌다. 프랑스어에서 "asphalte"는 자연 발생 아스팔트 함침 석회암 퇴적물과, 도로 포장에 사용되는 "아스팔트 콘크리트"보다 공극이 적거나 역청 함량이 높은 특수 제조 제품에 사용된다.

한편, "아스팔트"는 아카드어 "asphaltu" 또는 "sphallo"에서 파생되었다는 주장도 있는데, 이는 "쪼개다"를 의미한다. 이 단어는 호메로스 그리스어에서 형용사 ἄσφαλἤς, ἐς ("견고한", "안정적인", "안전한")와 동사 ἄσφαλίξω, ίσω ("견고하거나 안정하게 만들다", "안전하게 하다")로 사용되었다.[11]

"역청"을 뜻하는 라틴어는 원시 인도유럽어 어근 ''*gʷet-''에서 유래되었다. 산스크리트어에서는 "역청"을 의미하는 "jatu"와 "역청을 만드는", "역청을 생산하는"을 의미하는 "jatu-krit"이라는 단어가 있다. 라틴어 단어는 "gwitu-men"(역청과 관련된) 또는 "pixtumens"(역청을 내뿜거나 부글거리는)이라고도 하며, 이는 "bitumen"으로 축약되어 프랑스어를 거쳐 영어로 전해졌다. 같은 어근에서 앵글로색슨어 "cwidu"(마스틱), 독일어 "Kitt"(시멘트 또는 매스틱), 고대 노르웨이어 "kvada"가 파생되었다.[11]

2. 2. 현대 용어

영어권에서는 "Asphalt"와 "Bitumen"이 혼용되어 사용되기도 하지만, 엄밀하게는 "Bitumen"은 석유에서 추출된 천연 또는 정제된 아스팔트를 의미하고, "Asphalt"는 골재와 혼합된 아스팔트 콘크리트를 지칭하는 경우가 많다.[15] 미국 영어에서 "asphalt"는 영국식 "bitumen"과 같지만, "아스팔트 콘크리트"의 줄임말로도 흔히 사용된다. 캐나다 영어에서는 "bitumen"이라는 단어가 원유의 광대한 캐나다 매장량을 지칭하는 데 사용되는 반면,[16] "asphalt"는 정유 제품에 사용된다. 나프타로 희석된 역청은 "dilbit"로, 합성 원유로 "개질된" 역청은 "syncrude"로, syncrude와 역청이 혼합된 것은 "synbit"라고 한다.[17] 지질학적으로는 고체 또는 반고체 형태의 석유가 자연적으로 발생하는 퇴적물에 "Bitumen"을, 역청이 함유된 사암은 "Bituminous rock"이라고 칭한다. 캐나다, 앨버타의 오일 샌드도 유사한 물질이다. 한편, "asphalt" 또는 "bitumen"은 타르 또는 석탄 타르와 혼동해서는 안 된다. 타르는 석탄과 같이 화석화되었거나, 신선하게 수확된 식물 덩어리에서 주로 공급되는 유기 탄화수소의 건류 및 열분해의 두꺼운 액체 제품이다. 반면, 대부분의 역청은 막대한 양의 유기 동물 물질이 물에 의해 퇴적되고 속성 작용 지점에서 수백 미터 깊이로 매몰되었을 때 자연적으로 형성되었으며, 무질서한 지방 탄화수소 분자가 산소가 없는 상태에서 긴 사슬로 결합되어 생성된다. 역청은 고체 또는 고점도 액체로 발생하며, 석탄 퇴적물과 섞일 수도 있다. 역청과 Bergius process를 사용한 석탄은 가솔린과 같은 휘발유로 정제될 수 있으며, 역청은 타르로 증류될 수 있지만 그 반대는 아니다. 한국에서는 일반적으로 "아스팔트"는 아스팔트 콘크리트를, "역청"은 원료 물질을 의미하는 경향이 있다.

3. 구성

아스팔트는 탄소, 수소, 황 등으로 구성된 복잡한 탄화수소 화합물이다.[18] 주요 성분은 다음과 같다.[18][6]


  • 나프텐 방향족(나프탈렌): 부분적으로 수소화된 다환 방향족 화합물로 구성된다.
  • 극성 방향족: 재료의 부분 산화에 의해 생성된 고분자량 페놀 및 카복실산으로 구성된다.
  • 포화 탄화수소: 아스팔트의 포화 화합물 비율은 연화점과 관련이 있다.
  • 아스팔텐: 고분자량 페놀 및 헤테로고리 화합물로 구성된다.


아스팔트는 중량 기준으로 80%의 탄소, 10%의 수소, 최대 6%의 황을 함유하며, 분자적으로는 90%에서 65%의 말텐에 분산된 5%에서 25%의 아스팔텐을 함유한다.[18] 대부분의 천연 아스팔트는 유기황 화합물을 함유하며, 니켈과 바나듐은 일부 석유에서 전형적으로 나타나는 것처럼 10ppm 미만으로 발견된다.[6] 아스팔트는 이황화 탄소에 용해되며, 일반적으로 아스팔텐을 분산상으로, 말텐을 연속상으로 하는 콜로이드로 모델링된다.[19]

아스팔트는 석탄의 건류에 의해 생성된 시각적으로 유사한 검은색 열가소성 물질인 콜타르와 혼동될 수 있다. 20세기 초중반에 도시 가스가 생산되었을 때 콜타르는 부산물이었으며 도로 골재의 결합재로 사용되었다. 맥아담 도로에 콜타르를 첨가하면서 "타르맥"이라는 단어가 생겨났으며, 현재는 도로 건설 재료를 지칭하는 데 사용된다. 그러나 1970년대 이후 천연 가스가 도시 가스를 대체하면서 아스팔트는 이러한 용도에서 콜타르의 사용을 완전히 대체했다.

경제적인 이유 등으로 인해, 아스팔트는 때때로 다른 물질과 혼합되어 판매되며, 단순히 "아스팔트"로만 표기되는 경우가 많다.[21]

4. 종류

4. 1. 천연 아스팔트

푸이 드 라 푸아(Puy de la Poix)의 역청질 노두, 클레르몽페랑, 프랑스


천연 아스팔트는 자연 상태에서 농축된 형태로 존재하는 아스팔트이다.[22] 자연적으로 발생하는 역청 퇴적물은 고대의 미세한 조류(규조류) 및 기타 한때 살아있던 것들의 잔해에서 형성된다.[23] 이는 유기체가 살았던 바다 또는 호수의 바닥의 진흙에 퇴적되었고, 지구 깊숙한 곳에서 열(50°C 이상)과 압력을 받아 역청, 케로겐, 또는 석유와 같은 물질로 변환되었다.

대표적인 천연 아스팔트 산지로는 트리니다드 토바고의 피치 호수와 베네수엘라의 베르무데스 호수가 있다. 자연적인 석유 유출은 캘리포니아의 라 브레아 타르 구덩이와 맥키트릭 타르 구덩이뿐만 아니라 사해에서도 발생한다.

캐나다 앨버타의 "오일 샌드"와 미국 유타의 "타르 샌드"에서도 역청이 발생한다.[10] 캐나다의 앨버타 주는 세계 최대의 매장량을 보유하고 있다.[10] 역사적으로는 정제 없이 도로 포장에 사용되었지만, 현재는 거의 모든 생산량이 캐나다와 미국의 정유 공장의 원자재로 사용된다.[10]

세계 최대의 자연 역청 매장지는 앨버타 북부의 애서배스카 오일 샌드에 있으며, 동위원소 연구에 따르면, 이 석유 매장량은 약 1억 1천만 년 된 것으로 밝혀졌다.[25] 앨버타의 매장량 중 애서배스카 오일 샌드의 일부만이 표면 채굴에 적합할 정도로 얕고, 나머지 80%는 증기 보조 중력 배수와 같은 원유 회수 증진 기술을 사용하여 유정을 통해 생산해야 한다.[26]

역청은 열수 맥에서 발생할 수 있다. 미국 유타의 유인타 분지에는 길소나이트라고 불리는 고체 탄화수소로 구성된 맥군이 존재한다.[27]

역청은 탄소질 운석의 유기물과 유사하지만, 상세한 연구 결과, 이 물질들은 서로 다르다는 것이 밝혀졌다.[29] 앨버타 역청 자원은 수백만 년 전 앨버타를 덮었던 고대 바다에 살던 해양 식물과 동물, 주로 조류에서 시작된 것으로 여겨진다.

셀레니차는 알바니아 셀레니체의 자연 발생 고체 탄화수소 역청으로, 유럽에서 유일하게 아직 사용 중인 아스팔트 광산에서 발견된다. 알바니아 역청 채취는 로마 시대부터 조직적인 방식으로 이루어졌다. 1875년에는 오스만 정부에 채취 권리가 부여되었고, 1912년에는 이탈리아 회사 심사(Simsa)로 이전되었다. 1945년부터 이 광산은 알바니아 정부에 의해 채취되었으며, 2001년부터 현재까지는 프랑스 회사로 경영권이 이전되었다.[105] 셀레니차[106]는 주로 도로 건설 분야의 첨가제로 사용된다.

천연 셀레니차와 석유 역청을 비교한 전 과정 평가 연구에 따르면, 셀레니차의 환경 영향은 이산화탄소 배출 측면에서 정유 공장에서 생산된 도로 아스팔트의 약 절반 수준이다.[107]

4. 2. 석유 아스팔트

현대에 사용되는 대부분의 아스팔트는 원유를 정제하는 과정에서 얻어지는 부산물인 석유 아스팔트이다.[6] 2019년에 약 1억 6,400만 톤이 생산되었다. 끓는점이 약 500°C보다 높은 물질은 아스팔트로 간주된다. 진공 증류는 원유의 다른 성분(예: 나프타, 가솔린 및 경유)에서 아스팔트를 분리한다. 석유 아스팔트는 생산 방법에 따라 스트레이트 아스팔트, 블로운 아스팔트 등으로 구분된다. "블로잉"은 산소와 반응시키는 추가 처리 과정으로, 제품을 더 단단하고 점성이 있게 만든다.[6]

아스팔트 제조를 위한 일반적인 아스팔트 플랜트


NYC 인터넷 제공업체인 스텔스 커뮤니케이션즈, 광섬유 트렌치 위에 아스팔트를 포설하고 있다


비투멘은 일반적으로 약 150°C의 온도에서 보관 및 운송된다. 때로는 유동성을 유지하기 위해 배송 전에 경유 또는 등유를 혼합하며, 배송 시 이러한 더 가벼운 물질은 혼합물에서 분리된다. 이 혼합물을 종종 "비투멘 원료" 또는 BFS라고 부른다. 일부 덤프트럭은 뜨거운 엔진 배기가스를 덤프 차체의 파이프를 통해 보내 물질을 따뜻하게 유지한다. 아스팔트를 운반하는 덤프의 뒷면과 일부 취급 장비는 방출을 돕기 위해 채우기 전에 방출제로 흔히 분사된다. 경유는 환경 문제로 인해 더 이상 방출제로 사용되지 않는다.

자연적으로 생성된 원유 역청이 퇴적암에 스며들어 있는 것은 현재 캐나다 앨버타에서 개발 중인 "오일 샌드"에서 석유 생산의 주요 원료이다. 캐나다는 세계에서 가장 많은 천연 역청 공급량을 보유하고 있으며, 140,000제곱킬로미터[16](잉글랜드보다 넓은 면적)에 걸쳐 있어 세계에서 두 번째로 큰 석유 매장량을 보유하고 있다. 애서배스카 오일 샌드는 캐나다에서 가장 큰 역청 매장지이며 표면 채굴이 가능한 유일한 곳이지만, 최근 기술 혁신으로 인해 ''현장'' 방식으로 더 깊은 매장지에서도 생산이 가능하게 되었다. 앨버타에서 추출 가능한 원유 역청의 총량은 약 3100억 배럴로 추정되며,[10] 하루 440만 배럴의 속도로 생산하면 약 200년 동안 지속될 것이다.

4. 3. 기타

블랙탑은 경제적인 이유로 인해 다른 물질과 혼합되어 판매되기도 한다.[21] 특히 재정제 엔진 오일 잔재(REOB)가 사용되는데, 이는 재활용된 자동차 엔진 오일을 재정제하고 남은 잔여물이다. REOB에는 다양한 불순물이 포함되어 있어 포장 성능 저하를 유발할 수 있다는 연구 결과가 있다.[21]

레이저 회절로 결정된 2가지 아스팔트 에멀젼의 부피 가중 입자 크기 분포

유화 아스팔트(비투멘 에멀젼)는 아스팔트와 물을 섞은 콜로이드 혼합물이다. 표면 장력 차이 때문에 유화제와 안정제를 첨가하여 안정적인 에멀젼을 만든다.[89] 유화제는 에멀젼의 유형(음이온성, 양이온성)을 결정하고, 입자 크기, 안정성, 점도, 파괴 강도, 접착력 등에 영향을 미친다.[89] 비투멘 에멀젼은 도로 건설, 건물 보호 등에 사용되며, 칩실, 슬러리 실, 콜드 혼합 아스팔트 등에 활용된다.[91]

한편, 역청은 설탕, 당밀, 쌀, 옥수수, 감자 전분과 같은 비석유 기반 재생 자원에서 만들거나, 사용된 모터 오일을 분별 증류하여 만들 수도 있다.[103] 비석유 기반 아스팔트 결합제는 밝은 색상으로 만들 수 있어 도시 열섬 효과를 줄이는 데 기여할 수 있다.[104]

5. 역사

5. 1. 고대

블랙탑, 즉 역청의 사용은 중기 구석기 시대까지 거슬러 올라간다.[30] 시리아 중부 엘 코움 분지의 유적지에서는 약 71,000년 전의 레발루아 기법 석기 유물에서 역청 물질이 확인되었다.[30] 유럽에서는 네안데르탈인이 황토와 역청을 섞어 만든 손잡이를 무스테리아 석기에 부착한 것이 확인되었는데, 이는 다성분 접착제의 초기 증거이다.[31]

기원전 5천년기 인더스 문명의 메르가르에서는 작물 저장 바구니를 아스팔트로 방수 처리했다.[32] 기원전 3천년기에는 모헨조다로의 대욕장 방수에 사용되었다.[33] 고대 근동에서 수메르인들은 천연 아스팔트를 건축 및 공예에 활용했고,[3] 그리스 역사가 헤로도토스는 바빌론 성벽 건설에 뜨거운 아스팔트가 사용되었다고 기록했다.[34] 유프라테스 강 아래의 터널에도 방수제로 사용되었다는 기록이 있다.[3]

고대 이집트에서는 미라 제작에 아스팔트가 사용되었다.[3][35] 사해는 이집트인들의 주요 아스팔트 공급원이었으며, 고대 로마인들은 이곳을 ''Palus Asphaltites''(아스팔트 호수)라고 불렀다. 디오스코리데스는 사해 아스팔트를 ''Judaicum bitumen''이라 칭하고 다른 발견 장소도 언급했다.[36] 아스팔트는 귀중한 자원으로, 셀레우코스 제국과 나바테아 사이에 전쟁을 일으키기도 했다.[38]

고대 극동에서는 아스팔트를 끓여 방수성이 필요한 물체를 덮는 데 사용했다.[3] 북아메리카 원주민들은 돌 투사체를 나무 자루에 부착하는 데 아스팔트를 사용했다.[39][40] 캐나다 원주민들은 카누 방수 및 모기 퇴치에 활용했다.[26] 남부 캘리포니아 원주민들도 판자 카누 방수에 사용했다.[41]

5. 2. 중세 및 근대

유럽에서는 16세기부터 블랙탑이 여러 용도로 활용되기 시작했다. 1553년 피에르 벨롱은 자신의 저서 ''관찰''에서 타르, 역청의 혼합물인 ''pissasphalto''가 라구사 공화국(현재 크로아티아의 두브로브니크)에서 선박 건조에 사용되었다고 기록했다.[42] 1838년판 ''Mechanics Magazine''에 따르면, 1621년 발행된 팜플렛에서 "몽시외 데이리니"가 "뇌프샤텔 인근에서 대량의 아스팔트가 존재한다는 것을 발견"하고 방공 곡물 창고 건설, 파리 시 수로의 오물 침입 방지, 궁궐 테라스 건설 등에 사용할 것을 제안했다.[43]

19세기에는 아스팔트 포장 도로가 등장하여 교통 발전에 기여했다. 1830년대에 아스팔트는 포장, 평평한 지붕, 물탱크 안감 등에 널리 사용되었다.[44] 1835년 콩코르드 광장에 세이젤 아스팔트 포설은 프랑스에서 초기 사용 사례 중 하나이다.[45] 영국에서는 1834년에 "카셀의 특허 아스팔트 또는 비투멘"이 최초의 아스팔트 사용 특허였다.[44] 1837년 리처드 태핀 클라리지는 세이젤 아스팔트 사용에 대한 특허를 받았다.[48][49] 1838년 클라리지 특허 아스팔트 회사는 화이트홀에 최초의 아스팔트 포장 중 하나를 설치했다.[56][57] 보니턴 화학 공장은 콜타르를 사용해 아스팔트를 생산했으며 1839년 보니턴에 설치했다.[61]

19세기 영국에서는 비투멘이 카타르, 천식 치료 및 촌충 구제 등에 효과가 있다고 여겨졌다.[72]

5. 3. 현대

20세기에 들어 석유 산업이 발전하면서 아스팔트 생산량이 급증했다.[74] 자동차 보급이 확대되고 도로망이 확충되면서 아스팔트는 주요 건설 자재로 자리 잡았다.[74][75][76]

한국에서는 1970년대 경부고속도로 건설을 계기로 아스팔트 포장 도로가 본격적으로 보급되었다.

==== 한국에서의 아스팔트 역사 ====

일제 강점기에는 일부 도로에 아스팔트 포장이 도입되기도 했지만, 그 사용은 극히 제한적이었다. 당시의 도로는 대부분 비포장 상태였으며, 아스팔트 포장은 주로 도시 지역의 주요 도로에 한정되어 있었다.

1945년 광복 이후, 한국 전쟁으로 인해 그나마 있던 도로망마저 파괴되면서, 전후 복구 과정에서 아스팔트 포장의 필요성이 커졌다.

1960년대에는 경제개발 5개년 계획 추진과 함께 도로 건설이 활발해지면서 아스팔트 수요가 증가하기 시작했다.

1970년대에는 경부고속도로 건설을 계기로 아스팔트 포장 도로가 전국적으로 확산되었다. 이는 한국 도로 포장 역사에 있어 획기적인 전환점으로 평가된다.

1980년대 이후, 고속도로 및 국도 포장률이 높아지고, 아스팔트 관련 기술도 꾸준히 발전하였다.

최근에는 친환경 아스팔트, 재생 아스팔트 등 지속 가능한 기술 개발이 활발히 이루어지고 있다.

5. 3. 1. 한국에서의 아스팔트 역사

일제 강점기에는 일부 도로에 아스팔트 포장이 도입되기도 했지만, 그 사용은 극히 제한적이었다. 당시의 도로는 대부분 비포장 상태였으며, 아스팔트 포장은 주로 도시 지역의 주요 도로에 한정되어 있었다.

1945년 광복 이후, 한국 전쟁으로 인해 그나마 있던 도로망마저 파괴되면서, 전후 복구 과정에서 아스팔트 포장의 필요성이 커졌다.

1960년대에는 경제개발 5개년 계획 추진과 함께 도로 건설이 활발해지면서 아스팔트 수요가 증가하기 시작했다.

1970년대에는 경부고속도로 건설을 계기로 아스팔트 포장 도로가 전국적으로 확산되었다. 이는 한국 도로 포장 역사에 있어 획기적인 전환점으로 평가된다.

1980년대 이후, 고속도로 및 국도 포장률이 높아지고, 아스팔트 관련 기술도 꾸준히 발전하였다.

최근에는 친환경 아스팔트, 재생 아스팔트 등 지속 가능한 기술 개발이 활발히 이루어지고 있다.

6. 현대적 사용

정제된 역청의 대다수는 건설에 사용되며, 주로 포장 및 지붕재 응용 분야에 사용되는 제품의 구성 요소로 사용된다. 최종 사용 요구 사항에 따라 역청은 사양에 맞게 생산된다. 이는 정제 또는 혼합을 통해 달성된다. 현재 전 세계 역청 사용량은 연간 약 1억 200만 톤으로 추정된다. 생산된 모든 역청의 약 85%는 도로용 아스팔트 콘크리트의 결합재로 사용된다. 또한 공항 활주로, 주차장, 보도와 같은 다른 포장된 지역에도 사용된다. 일반적으로 아스팔트 콘크리트 생산에는 모래, 자갈, 부순 돌과 같은 미세 및 조대 골재를 결합제로 작용하는 아스팔트와 혼합하는 과정이 포함된다. 재활용 폴리머(예: 고무 타이어)와 같은 다른 재료를 역청에 첨가하여 역청이 최종적으로 사용될 용도에 따라 특성을 수정할 수 있다.

전 세계 역청 생산량의 10%는 지붕재에 사용되며, 방수 품질이 매우 중요하다.

나머지 5%의 역청은 주로 파이프 코팅, 카펫 타일 뒷면, 페인트 등 다양한 건축 자재의 밀봉 및 단열 목적으로 사용된다. 역청은 다음과 같은 많은 구조물, 시스템 및 구성 요소의 건설 및 유지 관리에 적용된다.


  • 고속도로
  • 공항 활주로
  • 보도 및 보행로
  • 주차장
  • 경주 트랙
  • 테니스 코트
  • 지붕
  • 방습
  • 댐
  • 저수지 및 수영장 라이닝
  • 방음
  • 파이프 코팅
  • 케이블 코팅
  • 페인트
  • 건물 방수
  • 타일 하부 방수
  • 신문 잉크 생산

6. 1. 도로 포장

블랙탑(blacktop)이라고도 불리는 아스팔트는 주로 도로 포장에 사용된다. 아스팔트는 골재와 혼합되어 아스팔트 콘크리트 형태로 도로 표면을 만드는 데 사용되며, 전 세계적으로 생산되는 아스팔트의 약 85%가 이 용도로 사용된다.[85] 아스팔트 콘크리트 포장은 일반적으로 아스팔트 5%와 골재(돌, 모래, 자갈) 95%로 구성된다.[85] 점성이 매우 높기 때문에 아스팔트를 가열하여 골재와 혼합하며, 온혼합 아스팔트 기술을 통해 온도를 낮출 수 있다.[21]

아스팔트 콘크리트는 일반적으로 도로 위에 설치된다.


아스팔트 도로는 내구성이 좋고 유지 보수가 용이하며, 주행 소음을 줄이는 효과가 있다. 아스팔트 포장은 밀링과 같은 유지 보수를 통해 제거된 재료를 재활용하여 새로운 포장 혼합물로 가공할 수 있다.[86] 미국 연방 고속도로 관리청과 국립 아스팔트 포장 협회의 조사에 따르면, 매년 제거되는 아스팔트의 99% 이상이 재사용된다.[88]

아스팔트 콘크리트 포장은 전 세계 공항 활주로에도 널리 사용된다.[88] 견고하고 신속하게 수리할 수 있기 때문이다.

한국의 도로 포장률은 2020년 기준 94.2%에 달하며, 대부분 아스팔트 콘크리트로 포장되어 있다.

6. 2. 건축 자재

아스팔트는 방수 성능이 뛰어나 건축물의 지붕, 바닥, 벽 등에 방수재로 사용된다. 아스팔트 슁글, 아스팔트 방수 시트 등이 대표적인 건축용 아스팔트 제품이다. 매스틱 아스팔트는 건축 산업에서 평지붕 방수 및 지하 탱크 방수에 널리 사용되는 열가소성 물질이다. 210°C의 온도로 가열되며, 약 20mm 두께의 불침투성 장벽을 형성하기 위해 여러 층으로 펼쳐진다.

석유의 증류 잔류물인 아스팔트나 석유에서 얻어지는 콜 타르 및 피치는 도로 포장용 재료, 방수제, 방부제, 접착제 등에 사용된다.

6. 3. 기타 용도

아스팔트는 접착제, 코팅제, 실란트 등 다양한 산업 분야에서 활용된다.[102] 특히 철과 강철에 사용되는 옻칠의 일종인 재팬 블랙을 만드는 데 사용되며, 일부 외부 페인트 공급 회사에서는 페인트나 잉크의 내후성과 영구성을 높이고 색상을 더 어둡게 만들기 위해 페인트 및 마커 잉크에도 사용한다.[102] 또한 제조 과정에서 일부 알칼리 전지를 밀봉하거나 판화의 에칭 과정에서 "접지"로 사용되기도 한다. 석유의 증류 잔류물인 아스팔트나 석유에서 얻어지는 콜 타르 및 피치는 도로 포장용 재료, 방수제, 방부제, 접착제 등으로 사용된다.

1960년대부터 소수성 매트릭스로 사용된 역청은 사용후 핵연료 재처리 과정에서 생성된 중준위 방사성 염이나 침전지에서 나온 방사성 슬러지와 같은 방사성 폐기물을 캡슐화하는 데 사용되었다.[95][96] 프랑스, 벨기에, 일본에서는 핵 재처리 시설에서 나온 고농도의 알파 방출 초우라늄 원소를 포함한 비튜민 처리된 방사성 폐기물이 산업 규모로 생산되었지만, 운영 안전 문제와 장기적인 안정성 문제로 인해 중단되었다.[97][98] 주요 문제 중 하나는 방사선과 물에 노출된 역청의 팽창이다. 역청 팽창은 방사선 분해에 의해 생성된 수소 기포, 캡슐화된 흡습성 염이 물이나 습기에 노출되어 재수화 및 용해될 때 발생하는 매트릭스 팽창 등이 원인이다.[99][100] 현재 원자력 산업과 폐기물 관리 기관에서는 방사성 폐기물의 콘크리트 캡슐화를 더 안전한 대안으로 고려하고 있다.

지붕 슁글과 롤 지붕이 남은 역청 소비량의 대부분을 차지하며, 다른 용도로는 소 방역 스프레이, 울타리 기둥 처리, 섬유 방수 등이 있다.[102]

7. 생산

아스팔트는 주로 원유 정제 과정에서 얻어지는 잔사유를 원료로 생산된다.[6] 끓는점이 약 500°C보다 높은 물질은 아스팔트로 간주된다.[6] 원유를 나프타, 가솔린 및 경유 등과 같은 성분으로 분리하는 과정에서 진공 증류 방식이 사용된다.[6] 이렇게 분리된 잔사유는 윤활유 추출 등의 추가 처리를 거쳐 용도에 맞는 아스팔트로 만들어진다.[6]

탈아스팔트 장치에서 원유 비투멘은 프로판 또는 부탄을 사용하여 초임계 유체 상태에서 처리되어 가벼운 분자가 추출된다.[6] 이후 "블로잉"이라는 과정을 통해 산소와 반응시켜 더 단단하고 점성이 있는 아스팔트를 생산하기도 한다.[6]

아스팔트는 일반적으로 약 150°C의 온도에서 보관 및 운송된다.[6] 유동성을 유지하기 위해 경유 또는 등유를 혼합하기도 하는데, 이러한 가벼운 물질은 배송 시 분리된다.[6] 이 혼합물은 "비투멘 원료" 또는 BFS라고 불린다.[6] 일부 덤프트럭은 엔진 배기가스를 활용하여 아스팔트를 따뜻하게 유지하며, 덤프 차체 등에 방출제를 분사하여 아스팔트가 잘 떨어지도록 한다.[6] 과거에는 경유가 방출제로 사용되었으나, 환경 문제로 인해 더 이상 사용되지 않는다.[6]

8. 환경 문제 및 지속 가능한 발전

8. 1. 환경 문제

아스팔트 생산 및 시공 과정에서는 유해 물질이 배출되고 에너지가 소비되어 환경 문제가 발생할 수 있다.[114][115] 국제 암 연구 기관(IARC)은 포장 아스팔트 연기를 2B군의 가능한 발암 물질로 분류했다.[114] 이는 인간에게 발암성이 있다는 증거가 불충분함을 의미한다. 작업장에서는 연기 흡입이나 피부 흡수를 통해 역청에 노출될 수 있으며, 미국 국립 산업안전보건연구원(NIOSH)은 15분 동안 5mg/m3의 권고 노출 기준을 설정했다.[113] 2020년에는 역청이 도시 지역, 특히 덥고 햇볕이 잘 드는 기간 동안 대기 오염의 중요 원인이라는 보고가 있었다.[116][117]

뜨거운 골재용 아스팔트 혼합 플랜트

8. 2. 지속 가능한 발전

최근에는 환경 부담을 줄이기 위한 다양한 노력이 이루어지고 있다. 역청은 설탕, 당밀, 쌀, 옥수수, 감자 전분과 같은 비석유 기반 재생 자원에서 만들 수 있다.[103] 비석유 기반 아스팔트 결합제는 밝은 색상으로 만들 수 있다. 밝은 색상의 도로는 태양 복사열을 덜 흡수하여 도시 열섬 효과에 대한 기여를 줄인다.[104]

아스팔트는 건설 산업에서 일반적으로 재활용되는 재료이다. 아스팔트를 함유한 가장 일반적인 두 가지 재활용 재료는 재생 아스팔트 포장재(RAP)와 재생 아스팔트 슁글(RAS)이다. 아스팔트는 산화, 증발, 삼출 및 물리적 경화로 인해 시간이 지남에 따라 자연스럽게 더 뻣뻣해진다.[110] 이러한 이유로 재생 아스팔트는 일반적으로 새로운 아스팔트, 연화제 및/또는 재생 첨가제와 혼합하여 물리적 및 화학적 특성을 복원한다.[111]

9. 한국의 아스팔트 산업

한국의 아스팔트 산업은 1960년대 경제 개발과 함께 성장하기 시작했다. 정유 회사들이 아스팔트 생산을 주도하고 있으며, 건설 회사들이 주요 수요처이다. 한국의 아스팔트 기술 수준은 세계적인 수준으로 평가받고 있으며, 해외 건설 시장에서도 경쟁력을 확보하고 있다. 과거에는 정유 회사들이 아스팔트를 무상으로 제공하기도 했지만, 현재는 활발하게 거래되는 상품이다. 2002년 톤당 약 160달러였던 아스팔트 가격은 2012년 610달러까지 상승했다.[21] 이는 10년 만에 1마일(1.6킬로미터) 길이의 4차선 고속도로 건설 비용을 약 135,000달러 증가시키는 요인이 되었다.[21] 중동은 아스팔트의 주요 수출 지역이며, 특히 인도와 중국에 대량으로 수출한다. 인도는 인프라 프로젝트 확대로 인해 최대 수입국으로 부상했으며, 향후 5년간 수입량이 연평균 4.5% 성장할 것으로 전망된다.[112] 더불어민주당은 친환경 정책의 일환으로 재생 아스팔트 사용 확대를 추진하고 있으며, 관련 기술 개발 및 보급에 힘쓰고 있다.

참조

[1] 간행물 cite EPD
[2] 웹사이트 CPC Definition – C10C Working-up Pitch, Asphalt, Bitumen, Tar; Pyroligneous Acid https://uspto.gov/we[...] United States Patent and Trademark Office 2023-08-12
[3] 서적 Asphalts and Allied Substances: Their Occurrence, Modes of Production, Uses in the Arts, and Methods of Testing https://archive.org/[...] D. Van Nostrand Co., Inc.
[4] 웹사이트 The unique pitch lakes of the world https://worldatlas.c[...] 2021-03-12
[5] 웹사이트 Asphalt Applications https://mineralprodu[...] 2022-01-22
[6] 간행물 Asphalt and Bitumen
[7] 서적 Hot Mix Asphalt Materials, Mixture Design, and Construction NAPA Education and Research Foundation
[8] 웹사이트 Oil Sands Glossary http://www.energy.go[...] Government of Alberta
[9] 간행물 Marketing Challenges for Canadian Bitumen http://www.oildrop.o[...] International Centre for Heavy Hydrocarbons
[10] 웹사이트 ST98-2015: Alberta's Energy Reserves 2014 and Supply/Demand Outlook 2015–2024 http://www.aer.ca/do[...] Alberta Energy Regulator 2016-01-19
[11] 서적 Asphalts And Allied Substances http://archive.org/d[...] D.Van Nostrand Company Inc. 1920
[12] 문서 sfaltos
[13] 문서 sfállw
[14] 뉴스 The Histories https://www.perseus.[...] Herodotus
[15] 서적 Mines and quarries 1902 https://archive.org/[...] Govt. Print. Off. 1905
[16] 웹사이트 What is Oil Sands http://www.energy.go[...] Alberta Energy
[17] 웹사이트 2007 Canadian Crude Oil Forecast and Market Outlook http://www.capp.ca/d[...] Canadian Association of Petroleum Producers 2007-06
[18] 간행물 Asphalt https://pubsapp.acs.[...] 1999-11-22
[19] 서적 Thesis submitted to Department of Applied Chemistry; University of Karachi Higher Education Commission Pakistan: Pakistan Research Repository
[20] 문서 Muhammad Abdul Quddus
[21] 뉴스 What's in Your Asphalt? Federal Highway Administration 2017-09
[22] 서적 Asphalt Materials Science and Technology https://books.google[...] Elsevier Science
[23] 웹사이트 What is Bitumen? https://highways.tod[...] 2022-01-04
[24] 간행물 Compound types and properties of Utah and Athabasca tar sand bitumens
[25] 간행물 Direct radiometric dating of hydrocarbon deposits using rhenium-osmium isotopes
[26] 웹사이트 Facts about Alberta's oil sands and its industry http://history.alber[...] Oil Sands Discovery Centre 2015-01-19
[27] 서적 Gilsonite veins of the Uinta Basin, Utah Utah Geological Survey, Special Study 141
[28] 간행물 Comparative structural study of meteoritic polymer with terrestrial geopolymers coal and kerogen (abstract)
[29] 간행물 Carbon Isotope Analyses of Individual Hydrocarbon Molecules in Bituminous Coal, Oil Shale and Murchison Meteorite
[30] 간행물 New Evidence for Significant Use of Bitumen in Middle Palaeolithic Technical Systems at Umm el Tlel (Syria) around 70,000 BP https://www.jstor.or[...] 2008
[31] 간행물 Ochre-based compound adhesives at the Mousterian type-site document complex cognition and high investment 2024-02-23
[32] 문서 The Ancient Indus Valley
[33] 백과사전 Great Bath 2022-10-26
[34] 뉴스 Book I Herodotus
[35] 서적 The Mummy Congress: Science, Obsession, and the Everlasting Dead Barnes & Noble Books
[36] 서적 De Materia Medica https://archive.org/[...]
[37] 간행물 The organic geochemistry of the Hasbeya asphalt (Lebanon): comparison with asphalts from the Dead Sea area and Iraq https://www.academia[...]
[38] 간행물 Dead Sea Asphalts – Historical Aspects [free abstract] http://payperview.da[...] 1978-05
[39] 간행물 Asphaltum hafting and projectile point durability: an experimental comparison of three hafting methods 2012
[40] 웹사이트 C.Michael Hogan (2008) ''Morro Creek'', ed. by A. Burnham http://www.megalithi[...] Megalithic.co.uk 2013-08-27
[41] 간행물 Acorns, Asphaltum, and Asymmetrical Exchange: Invisible Exports and the Political Economy of the Santa Barbara Channel 2014
[42] 서적 Africa and the Discovery of America BoD – Books on Demand 2012
[43] 서적 The Mechanics' Magazine, museum, register, journal and gazette W.A. Robertson 1838-04-07
[44] 서적 in Australian Building: A Cultural Investigation
[45] 서적 Studies in Early Petroleum History https://books.google[...] E.J. Brill
[46] 서적 Polygraphice; Or, The Arts of Drawing, Engraving, Etching, Limning, Painting, Washing, Varnishing, Gilding, Colouring, Dying, Beautifying and Perfuming http://shipbrook.com[...] R. Jones
[47] 웹사이트 Polygraphice, or The arts of drawing, engraving, etching, limning, painting, washing, varnishing, gilding, colouring, dying, beautifying and perfuming: in seven books ... to which also is added, I. The one hundred and twelve chemical arcanums of Petrus Johannes Faber ... II. An abstract of choice chemical preparations...The 5th edition... http://archive.org/d[...] London : Printed for Thomas Passinger... and Thomas Sawbridge 1685-09-07
[48] 서적 Journal of the Franklin Institute of the State of Pennsylvania and Mechanics' Register Pergamon Press 1838-07
[49] 서적 Notes and Queries: A medium of intercommunication for Literary Men, General Readers, etc. Ninth series. John C. Francis 1904-01-20
[50] 간행물 Obituary of Frederick Walter Simms https://books.google[...] 1865-11
[51] 간행물 The development of the modern asphalt road https://books.google[...]
[52] 서적 Confessions of a Violinist: Realities and Romance https://archive.org/[...] Chatto & Windus
[53] 서적 The London Gazette 1851-02-25
[54] 서적 'Northern Millwall: Tooke Town', Survey of London: volumes 43 and 44: Poplar, Blackwall and Isle of Dogs
[55] 서적 The Mechanics' Magazine, museum, register, journal and gazette W.A. Robertson 1838-04-07
[56] 서적 The Civil Engineer and Architect's Journal https://books.google[...] Published for the proprietor 1838
[57] 문서 Miles, Lewis (2000), pp.10.06.1–2
[58] 문서 Comments on asphalt patents of R.T. Claridge, Esq (1904), p. 18
[59] 문서 Miles, Lewis (2000), p. 10.06.2
[60] 서적 The Mechanics' Magazine, museum, register, journal and gazette W.A. Robertson 1838-09-22
[61] 간행물 Bonnington Chemical Works (1822–1878): Pioneer Coal Tar Company 2019
[62] 서적 Modern Baths and Bath Houses https://archive.org/[...] John Wiley and Sons
[63] 간행물 Claridge's Patent Asphalte Co. ventures into tarred slag macadam https://archive.org/[...] 1914-01
[64] 간행물 Registration of Clarmac Roads https://books.google[...]
[65] 간행물 Clarmac and Clarphalte https://archive.org/[...] 1915-07-07
[66] 뉴스 Roads laid with Clarmac https://archive.org/[...] The Building News and Engineering Journal 1915
[67] 뉴스 Clarmac financial difficults due to WW1 https://books.google[...] The Law Reports: Chancery Division 1921
[68] 뉴스 Notice of the Winding up of Clarmac Roads http://www.london-ga[...] 1915-10-26
[69] 뉴스 Claridge's Patent Asphalte Co. compulsorily wound up https://books.google[...] The Law Times Reports 1921
[70] 서적 The London Gazette 1917-11-16
[71] 서적 'Cubitt Town: Riverside area: from Newcastle Drawdock to Cubitt Town Pier', Survey of London: volumes 43 and 44: Poplar, Blackwall and Isle of Dogs
[72] 간행물 The National Cyclopaedia of Useful Knowledge Charles Knight
[73] 뉴스 Plastic Water Bottles Might Have Poisoned Ancient Californians https://www.wired.co[...] 2017-06-23
[74] 서적 Paving the Way: Asphalt in America http://store.hotmix.[...] National Asphalt Pavement Association
[75] 웹사이트 "Roads were not built for cars": how cyclists, not drivers, first fought to pave US roads https://www.vox.com/[...] Vox 2015-03-19
[76] 웹사이트 title http://catharinecole[...] Catharinecole.startlogic.com 2019-03-27
[77] 문서 A Century of Parquet Pavements: Wood as a Paving Material in the United States And Abroad, 1840–1940.
[78] 서적 The Rise of the City: 1878–1898
[79] 문서 "Rapid Transit: Automobility and Settlement in Urban America" https://www.jstor.or[...]
[80] 웹사이트 Robert C. Fitzsimmons (1881–1971) http://www.canadianp[...] Canadian Petroleum Hall of Fame 2016-01-20
[81] 웹사이트 Bitumount http://www.history.a[...] Government of Alberta 2016-01-20
[82] 웹사이트 Niépce Museum history pages. http://www.niepce.or[...] 2012-10-27
[83] 웹사이트 The First Photograph (Harry Ransom Center, University of Texas at Austin). http://www.hrc.utexa[...] 2012-10-27
[84] 뉴스 Revolutionary Romanticism: 'The Raft of the Medusa' brought energy to French art https://www.wsj.com/[...] 2009-08-21
[85] 서적 The Asphalt Paving Industry: A Global Perspective, 2nd Edition http://www.asphaltpa[...] National Asphalt Pavement Association and European Asphalt Pavement Association 2012-09-27
[86] 간행물 How Should We Express RAP and RAS Contents? http://www.eng.aubur[...]
[87] 웹사이트 Highway Statistics Series: Public Road Length Miles by Type of Surface and Ownership https://www.fhwa.dot[...] Federal Highway Administration 2013-10-01
[88] 웹사이트 Asphalt Pavement Recycling http://www.asphaltpa[...] National Asphalt Pavement Association 2020-01-14
[89] 간행물 Current Research and Challenges in Bitumen Emulsion Manufacturing and Its Properties 2022-03-09
[90] 웹사이트 Particle Size in Building Materials: From Cement to Bitumen https://wiki.anton-p[...]
[91] 서적 The Shell Bitumen Handbook Thomas Telford
[92] 웹사이트 Crude Oil and Petroleum Products https://www.neb-one.[...] National Energy Board of Canada 2016-01-21
[93] 웹사이트 2015 CAPP Crude Oil Forecast, Markets & Transportation http://www.capp.ca/p[...] Canadian Association of Petroleum Producers 2016-01-21
[94] 웹사이트 The Project http://www.nwrpartne[...] North West Redwater Partnership 2016-01-21
[95] 문서 The conditioning of radioactive waste by bitumen CEA Marcoule
[96] 문서 Use of a thin-film evaporator for bitumen coating of radioactive concentrates CEA Marcoule
[97] 문서 Study on the cause of the fire and explosion incident at Bituminization Demonstration Facility of PNC Tokai Works. In Nuclear waste: from research to industrial maturity. International conference
[98] 문서 The formation of explosive compounds in bitumen/nitrate mixtures.
[99] 문서 Further observations of the swelling of bitumens and simulated bitumen wasteforms during γ-irradiation UKAEA Harwell Lab. Materials Development Division.
[100] 문서 The radiation swelling of bitumens and bitumenised wastes.
[101] 문서 Microbial degradation of bitumen.
[102] 웹사이트 Bitumen https://www.britanni[...] 2024-06-23
[103] 간행물 X-ray fluorescence detection of waste engine oil residue in bitumen and its effect on cracking in service
[104] 웹사이트 Heat Island Effect http://www.epa.gov/h[...]
[105] 서적 Six Thousand Years of Asphalt SITEB
[106] 웹사이트 Selenice Bitumi for more information about Selenizza http://www.seleniceb[...]
[107] 논문 Life cycle assessment of Selenice bitumen compared with petroleum bitumen
[108] 간행물 Asphalt Pavement Industry Survey on Recycled Materials and Warm-Mix Asphalt Usage 2019 (Information Series 138) 10th Annual Survey 2020-09
[109] 논문 Recycled asphalt shingle modified asphalt mixture design and performance evaluation 2020-04-01
[110] 논문 Material-Related Aspects of Asphalt Recycling – State-of-the-Art 2006-02-01
[111] 간행물 Reclaimed Asphalt Pavement – A Literature Review 2007-03
[112] 웹사이트 Growing Demand for Middle Eastern Bitumen Price https://www.gulfrequ[...] 2024-07-19
[113] 웹사이트 CDC – NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards – Asphalt fumes https://www.cdc.gov/[...] 2015-11-27
[114] 서적 Bitumens and Bitumen Emissions, and Some N- and S-Heterocyclic Polycyclic Aromatic Hydrocarbons http://monographs.ia[...] International Agency for Research on Cancer
[115] 논문 Temperature-Dependent Emission Concentrations of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons in Paving and Built-Up Roofing Asphalts
[116] 뉴스 Asphalt adds to air pollution, especially on hot, sunny days https://phys.org/new[...] 2020-10-11
[117] 논문 Asphalt-related emissions are a major missing nontraditional source of secondary organic aerosol precursors "" 2020-09-01
[118] 서적 Indian Materia Medica Popular Prakashan 1994
[119] 웹인용 Oxford dictionary http://www.oxforddic[...] 2014-04-13
[120] 서적 The American Heritage Dictionary of the English Language Houghton Mifflin Harcourt


본 사이트는 AI가 위키백과와 뉴스 기사,정부 간행물,학술 논문등을 바탕으로 정보를 가공하여 제공하는 백과사전형 서비스입니다.
모든 문서는 AI에 의해 자동 생성되며, CC BY-SA 4.0 라이선스에 따라 이용할 수 있습니다.
하지만, 위키백과나 뉴스 기사 자체에 오류, 부정확한 정보, 또는 가짜 뉴스가 포함될 수 있으며, AI는 이러한 내용을 완벽하게 걸러내지 못할 수 있습니다.
따라서 제공되는 정보에 일부 오류나 편향이 있을 수 있으므로, 중요한 정보는 반드시 다른 출처를 통해 교차 검증하시기 바랍니다.

문의하기 : help@durumis.com